(57)【要約】      （修正有）【課題】コントロールディスク入力装置の良さを生かしつつ、従来装置が提供してきたクリック感のような操作性を与えてコントロールディスクの欠点を解消する。【解決手段】操作面を有する操作パネル３と、操作パネル３の平面部と対向して配置される基板３０と、操作パネル３に固定された導電性弾性体２１と対向するように基板３０に設置されたセンサ部２３と、操作パネル３に固定された押圧子１１に対向し、かつ操作パネル３の操作中心を基準とし、センサ部２３とはその中心が放射方向において重ならないように基板３０に設置された被押圧部材１０とを有する入力装置１００としている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面を有する操作パネルと、
上記操作パネルの平面部と対向して配置される基板と、
上記操作パネルに固定された導電性弾性体と対向するように上記基板に設置されたセンサ部と、
上記操作パネルに固定された押圧子に対向し、かつ上記操作パネルの操作中心を基準とし、上記センサ部とはその中心が放射方向において重ならないように上記基板に設置された被押圧部材と、
を有することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記操作パネルは、円状、環状あるいは円若しくは環の一部とされ、
前記センサ部は、前記操作パネルの中心と同一の中心を有する第１の円の円上に配置され、前記被押圧部材は、前記操作パネルの中心と同一の中心を有し、かつ第１の円よりも大きい直径を有する第２の円の円上に配置される少なくとも１以上の皿バネ状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記センサ部と前記導電性弾性体は、円周方向に第１の間隔にて等角度間隔に複数配置され、
前記被押圧部材と前記押圧子は、円周方向に第２の間隔にて等角度間隔に複数配置され、
前記センサ部と前記導電性弾性体の配置位置は、前記被押圧部材と前記押圧子の配置位置とは半径方向に重ならない位置とされることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記押圧子と、前記被押圧部材との間を、
前記導電性弾性体と、前記センサ部との間隙より大きいことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記センサ部と前記導電性弾性体は、直径５ｍｍ以上の円周上にそれぞれの中心が４５度の角度を為して各８つ配置され、
前記被押圧部材と前記押圧子は、直径１０ｍｍ以上の円周上にそれぞれの中心が９０度の角度を為して各４つ配置され、
前記センサ部と、前記センサ部に最も接近している前記被押圧部材とは、前記操作中心を基準としてそれぞれの中心が円周方向に２０〜２５度の角度を為していることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項６】
請求項１から６のいずれか１項に記載の入力装置と、
上記入力装置からの信号に基づいて操作された内容を判断する判断部と、
上記判断部の判断に基づいて操作内容を実行する実行部と、
実行される内容を表示する表示部と、を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置およびその入力装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、オーディオ機器、携帯電話機等の操作部には、数字を入力するため、あるいは方向を指示するための入力装置が設置されている。この入力装置の一種として押釦スイッチ構造を有する方向指示キーが知られている。しかし、最近では、タッチパネル式の入力装置が現れている。タッチパネル式の入力装置は、タッチパネル上に軽く触れた指の動きを読み取り、信号に変換するため、押釦スイッチのように指にて強く押圧する必要がない。
【０００３】
さらに、近年では、入力装置として環状のタッチパネル構成とすることにより、指を連続的にタッチパネルに沿って触れることで楽に画面移動等ができるコントロールディスクがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００３−５００８４９号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、押釦スイッチ構造を有している十字キーを長年使用してきたユーザは、クリック感のないコントロールディスクの操作に違和感を感じる場合がある。
【０００５】
また、特許文献１に記載のコントロールディスクは、その押圧位置から所定の計算式に基づいて、その押圧位置を判断する処理をするため、単なるオンあるいはオフの押釦スイッチに比べ判断ミスが生じやすい。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、コントロールディスクの良さを生かしつつ、コントロールディスクの欠点を解消した入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するため、操作面を有する操作パネルと、操作パネルの平面部と対向して配置される基板と、操作パネルに固定された導電性弾性体と対向するように基板に設置されたセンサ部と、操作パネルに固定された押圧子に対向し、かつ操作パネルの操作中心を基準とし、センサ部とはその中心が放射方向において重ならないように基板に設置された被押圧部材とを有する入力装置としている。
【０００８】
このような入力装置とすることで、環状のコントロールディスクとして機能すると共に、押釦的な機能を有する方向指示キーとしても操作できる入力装置となる。
【０００９】
また、別の発明は、上述の発明に加え、操作パネルは、円状、環状あるいは円若しくは環の一部とされ、センサ部は、操作パネルの中心と同一の中心を有する第１の円の円上に配置され、被押圧部材は、操作パネルの中心と同一の中心を有し、かつ第１の円よりも大きい直径を有する第２の円の円上に配置される少なくとも１以上の皿バネ状部材からなるものとしている。
【００１０】
このような入力装置とすることで、操作パネルに軽く触れた指の動きを読み取るコントロールディスクとして機能すると共に、操作パネルの外周に押釦的な機能が配置され、押釦スイッチとしても操作しやすいものとなる。
【００１１】
また、別の発明では、上述の発明に加え、センサ部と導電性弾性体は、円周方向に第１の間隔にて等角度間隔に複数配置され、被押圧部材と押圧子は、円周方向に第２の間隔にて等角度間隔に複数配置され、センサ部と導電性弾性体の配置位置は、被押圧部材と押圧子の配置位置とは半径方向に重ならない位置とされるものとしている。
【００１２】
このような入力装置とすることで、コントロールディスクとしての精度が良いものとなると共に、押釦スイッチとしても操作しやすいものとなる。
【００１３】
また、別の発明では、上述の発明に加え、押圧子と被押圧部材との間を、導電性弾性体とセンサ部との間隙より大きいものとしている。
【００１４】
このような入力装置とすることで、センサ部の動作が、被押圧部材の動作に対して優先されるようになり、コントロールディスクの良さが生かされるものとなる。一方、コントロールディスクとして軽く触れている際には、被押圧部材がＯＦＦの状態に保たれるため、被押圧部材の誤動作が生じにくい入力装置とすることができる。
【００１５】
また、別の発明では、上述の発明に加え、センサ部と導電性弾性体は、直径５ｍｍ以上の円周上にそれぞれの中心が４５度の角度を為して各８つ配置され、被押圧部材と押圧子は、直径１０ｍｍ以上の円周上にそれぞれの中心が９０度の角度を為して各４つ配置され、センサ部と、センサ部に最も接近している被押圧部材とは、操作中心を基準としてそれぞれの中心が円周方向に２０〜２５度の角度を為しているものとしている。
【００１６】
このような入力装置とすることで、センサ部と被押圧部材とを基板上にスペース効率よく配置でき、小型化が可能となる。
【００１７】
また、別の発明では、請求項１から６のいずれか１項に記載の入力装置と、入力装置からの信号に基づいて操作された内容を判断する判断部と、判断部の判断に基づいて操作内容を実行する実行部と、実行される内容を表示する表示部とを有する電子機器としている。
【００１８】
このような電子機器とすることで、精度が良いコントロールディスクとしての機能および操作のしやすい方向指示キーとしての機能を両方備える入力装置を備える電子機器となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、すなわち、コントロールディスクの良さを生かしつつ、コントロールディスクの欠点を解消した入力装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、第１の実施の形態に係る電子機器１を操作面側から見た斜視図である。
【００２１】
電子機器１には、本発明の１実施例となる入力装置１００および押釦スイッチ等が設けられている。したがって、電子機器１の操作面には、押釦スイッチとなるキートップ２および入力装置１００の操作パネル３が配置されている。操作パネル３は、環状であり、環状の操作パネル３で囲まれた内側部分には、キートップ２やその他の押釦スイッチが配置されている。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係る入力装置１００において、図１中のＡ−Ａ線で切断し、Ａ−Ａ線の矢印方向に見た場合の断面を拡大して示す拡大断面図である。図３は、図１で示すＡ−Ａ線と成す角度θが２２．５°のＣ−Ｃ線で切断した断面を、Ｃ−Ｃ線の矢印の方向に見た場合の断面を拡大して示す拡大断面図である。
【００２３】
キートップ２および操作パネル３の操作面と逆側（以後、操作面側を表面、操作面と逆の面側を裏面と言う。）には、弾性シート２０が貼り付けられている。また、弾性シート２０の裏面であって、キートップ２の裏面および操作パネル３の裏面部分には、押圧子１１が形成されている。以後、キートップ２の裏面部分の押圧子１１を指す場合には、押圧子１１ａという。また、操作パネル３の裏面部分の押圧子１１を指す場合には、押圧子１１ｂという。そして、押圧子１１ａおよび押圧子１１ｂの両方を指す場合には、押圧子１１と称することとする。また、弾性シート２０の裏面であって、操作パネル３の裏面部分には、押圧子１１ｂと重ならない後述の位置に、導電性弾性体２１が形成されている。
【００２４】
また、弾性シート２０に対向して、基板３０が設けられている。基板３０の弾性シート２０に対向する面には、センサ部２３および、被押圧部材１０としての固定接点１３および固定接点１３を覆う皿バネ状部材１２が設けられている。また、皿バネ状部材１２と押圧子１１とは、距離Ｆで離間して対向するように設けられ、導電性弾性体２１とセンサ部２３とは、距離Ｇで対向するように設けられている。本実施の形態において、距離Ｆは、例えば、０．２〜０．３５ｍｍであり、距離Ｇは、０．２〜０．３ｍｍである。
【００２５】
キートップ２および操作パネル３は、樹脂、金属あるいはそれらのコンポジット等からなる部材であり、単一成形体であるか複数の層から成る成形体であるかを問わない。複数の層から成るキートップ２および操作パネル３を採用する場合、キートップ２および操作パネル３は、表面が樹脂シートで被覆されている部材が好ましく、被覆領域が一部であっても全部であっても良い。本実施の形態に係る樹脂製のキートップ２および操作パネル３の材料には、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂あるいはポリアミド樹脂等の各樹脂を使用できるが、特に好ましい樹脂は、ポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂である。
【００２６】
本実施の形態において、操作パネル３としては、例えば、外周円の直径が約２０ｍｍ、内周円の直径が約７ｍｍの平面部を有する厚さが約１ｍｍの環状パネル３を好適に用いることができる。また、操作パネル３に指を沿わせて環状になぞることを容易にする目的で、例えば、約０．２ｍｍ間隔で同心円状の溝を形成しても良い。また、操作パネル３の位置が指触にてわかるように、操作パネル３の外周部分の厚さを外周以外の部分よりも厚くすることで、円輪状の縁を形成しても良い。
【００２７】
キートップ２および操作パネル３は、弾性シート２０に固定されている。具体的には、キートップ２および操作パネル３は、キートップ２および操作パネル３の裏面部分に設けられた接着層４０（図６参照）を介して、弾性シート２０に接着されている。弾性シート２０の材料としては、上方から押した際に変形することのできる柔らかい材料が好ましい。具体的には、厚さが約１０μｍ〜約２００μｍであり、かつショアーＡ硬度が２０〜９０である弾性シート２０が特に好適である。そのような弾性シート２０として、例えば、ウレタン樹脂、熱可塑性エラストマー、シリコーンゴムあるいは天然ゴム等から成るシートが挙げられる。それらの材料の中でも、耐久性が高いウレタン系エラストマーから成るシートを用いることがより好ましい。さらに、弾性シート２０は、加飾されていてもよい。また、弾性シート２０は、光透過率が高いものとしても良い。光透過率が高い弾性シート２０を採用した場合には、弾性シート２０の裏側より照光することにより、キートップ２および操作パネル３の外周を照光できるため、暗い中でもキートップ２および操作パネル３の位置がわかりやすくなる。
【００２８】
図４は、図１の一点差線で示される領域Ｂについて、表側より基板３０を見たときの平面図であり、固定接点１３を覆う皿バネ状部材１２を透過して示す図である。また、図５は、操作パネル３の裏側部分について、弾性シート２０の裏面側より見たときの平面図である。
【００２９】
被押圧部材１０aおよび被押圧部材１０ｂは、本実施の形態に係る入力装置１００に設けられると共に、入力装置１００の中心部分に配置されるキートップ２にも設けられている。入力装置１００において、被押圧部材１０ａは、環状の操作パネル３の中心開口部に設けられる。一方、被押圧部材１０ｂは、操作パネル３の操作中心Ｌを基準として、例えば、直径が約１６ｍｍである第２の円１５上に、円周方向にそれぞれ角度Ｘ（図５参照：スイッチ部材１０ｂの各中心間の角度）として、９０度の角度を為すように４箇所に設けられる。なお、本明細書において、被押圧部材１０ａおよび被押圧部材１０ｂの両方を指す場合には、被押圧部材１０という。
【００３０】
被押圧部材１０は、基板３０側に配置される固定接点１３、導電部１４および皿バネ状部材１２を含む。また、操作パネル３の裏面部分に設けられる押圧子１１ｂおよび被押圧部材１０ｂは、操作パネル３の外周側に設けられることが好ましい。すなわち、本実施の形態において、第１の円２５は、第２の円１５よりも直径が小さく、内側に設けられていることが好ましい。なぜなら、円状あるいは環状の十字キーを設けた場合には、使用者は、その指示方向の最も外周側を押圧する傾向があるためである。しかし、操作パネル３の直径が１８ｍｍ以下の場合には、第１の円２５と第２の円１５とは、同一の円弧としたほうが好ましい。なぜなら、直径が１８ｍｍ以下の操作パネル３は、円周が小さいため、ユーザは、操作パネル３の外周側を用いて円弧を描く傾向があるためである。押圧しやすい部分に押圧子１１ｂおよび被押圧部材１０ｂを設けると、被押圧部材１０ｂの真上から被押圧部材１０ｂが押圧されるため、スイッチを正確にオンまたはオフにできる。
【００３１】
押圧子１１は、固定接点１３とその固定接点１３を覆う皿バネ状部材１２とを接触させるために、弾性シート２０の裏面であって、キートップ２や操作パネル３の裏面部分に設けられる。押圧子１１は、弾性シート２０が押圧子１１を有する形状に一体成型されていることで形成されていてもよいし、弾性シート２０に接着剤等で固定されてもよい。
【００３２】
被押圧部材１０に含まれる固定接点１３および導電部１４は、基板３０の上に設けられた導電部分である。具体的には、絶縁性のある樹脂を含浸した基板上に、銅箔等の導電体にて形成される。
【００３３】
被押圧部材１０に含まれる皿バネ状部材１２は、ドーム形状とされ、その外縁が導電部１４に接続されて、固定接点１３を覆うように形成されている。この皿バネ状部材１２は、固定接点１３と導電部１４とを接続／非接続する可動接点としての役割を担う。本実施形態における皿バネ状部材１２は、例えば、厚みが約０．０２５ｍｍおよび直径が４ｍｍ〜５ｍｍである。また、本実施の形態における皿バネ状部材１２の可動距離、すなわち、皿バネ状部材１２を皿バネ状部材１２の突出方向と逆方向に、１．０〜３．０Ｎの荷重で押圧した場合に、皿バネ状部材１２のドーム頂点が変位できる距離は、０．１０〜０．２５ｍｍである。しかし、皿バネ状部材１２は、金属製に限らず、逆椀上に成型したＰＥＴ樹脂に導電印刷を施したポリエステル製ドームまたは導電性樹脂等により形成されていても良い。また、例えば、短辺が３ｍｍおよび長辺が４ｍｍの楕円形状の皿バネ状部材１２等を用いてもよい。なお、皿バネ状部材１２を金属製とする場合には、よりクリック感が生じ良好な操作感覚を得ることができる。
【００３４】
以上のように構成された被押圧部材１０において、キートップ２あるいは操作パネル３が押下されると、押圧子１１が皿バネ状部材１２を押圧する。この押圧力（通常は、およそ１．０〜３．０Ｎ）によって皿バネ状部材１２が座屈する。この座屈した皿バネ状部材１２によって固定接点１３と導電部１４とが接続されて固定接点１３が導通状態になる。キートップ２あるいは操作パネル３の押下が解放されると、皿バネ状部材１２が復帰する。これにより、皿バネ状部材１２によって接続されていた固定接点１３および導通部１４が非接続となり、固定接点１３は、非導通状態になる。
【００３５】
導電性弾性体２１は、弾性シート２０からセンサ部２３に向かって突出する、直径が２．５ｍｍの半球状の導電性の弾性体である。半球の導電性弾性体２１の直径が２ｍｍ以上の場合には、押圧に対して急激に抵抗値が変化することがないため好ましい。また、導電性弾性体２１が弾性シート２０から突出している距離（以後、導電性弾性体２１の高さという。）は、前述の皿バネ状部材１２の可動距離よりも大きいことが好ましい。導電性弾性体２１としては、操作パネル３の表面に指が触れることにより容易に変形するような弾性体であって、例えば、炭素材料等を含むショアー硬度が約５０度から９０度のゴム若しくはエラストマーが好ましい。ショアー硬度が５０度から９０度の導電性弾性体１２を用いることで、ユーザが指を操作パネル３の上を滑らせた際に、操作パネル３が大きく沈み込み過ぎることがないことに加えて、ユーザの指が操作パネル３上を滑ることにより生じる圧力を、センサ部２３が検出できるものとなる。
【００３６】
また、本実施の形態において導電性弾性体２１は、操作パネル３の操作中心Ｌを基準として、直径が、約１０ｍｍの第１の円２５上に、円周方向に角度Ｙ（図５参照：導電性弾性体２１の各中心間の角度）として４５度の角度を為して８箇所に設けられる。また、導電性弾性体２１は、第２の円１５よりも外側に位置する第１の円２５上に設けられている被押圧部材１０ｂに、半径方向においてそれらの中心が重ならないことが好ましい。例えば、導電性弾性体２１は、操作パネル３の操作中心Ｌを基準として、最も接近している被押圧部材１０ｂから、円周方向に角度Ｚ（図５参照：導電性弾性体２１の中心と被押圧部材１０ｂの中心との間の角度）として２２．５度の角度を為して設けられている。このような位置に導電性弾性体２１が配置されることにより、操作パネル３を押し込む際に、導電性弾性体２１が障害になりにくいので、使用者が、操作パネル３の外周の被押圧部材１０ｂを押し込みやすい。また、誤作動しにくく、かつ、クリック感がよりよい入力装置１００となる。
【００３７】
センサ部２３は、固定接点１３と同様に、基板３０に形成された導電部分である。また、センサ部２３は、導電性弾性体２１の直径とほぼ同じ直径内に、櫛歯状の一対の電極が互いに接触することなく噛み合った状態で形成されている。また、センサ部２３は、導電性弾性体２１に対向して設けられている。センサ部２３は、操作パネル３上に指が触れると、触れた部分の裏側にある１つまたは複数の導電性弾性体２１が押し下げられて、導電性弾性体２１がセンサ部２３に触れる。すると、センサ部２３の電極間は、導電性弾性体２１により短絡する。さらに導電性弾性体２１が押圧されると、センサ部２３への導電性弾性体２１の接触面積が増加する。１つまたは複数のセンサ部２３の接触面積の変化に応じて生じる電流量あるいは抵抗値の変化を、入力装置１００の内部の中央処理装置（不図示）が測定することにより、入力装置１００は、指の触れている方向と押圧強さを把握することができる。
【００３８】
図６は、図２の破線で示される領域Ｄについて、拡大した拡大断面図である。また、図７は、図３の破線で示される領域Ｅについて拡大した拡大断面図である。
【００３９】
操作パネル３に、指が触れていない状態において、押圧子１１ｂと皿バネ状部材１２との間の距離Ｇは、導電性弾性体２１とセンサ部２３との間の距離Ｆよりも大きい。距離Ｇが距離Ｆよりも大きい距離である場合には、操作パネル３に指が触れると、まず、導電性弾性体２１が基板３０に触れて、コントロールディスクとして機能し始めることができる。また、指が軽く触れている状態において、被押圧部材１０ｂがＯＦＦの状態に保たれやすくなるので、被押圧部材１０ｂの誤動作が生じにくい入力装置とすることができる。すなわち、操作パネル３をより強く押し込んだ場合にのみ、被押圧部材１０ｂが押圧されるものとなる。
【００４０】
以上に説明したように、本発明の実施の形態に係る入力装置１００では、環状のコントロールディスクの良さを生かしつつ、クリック感が得られる押釦スイッチを設けることができる。また、押釦スイッチを方向指示キーとする、上下左右の４方向の動操作が可能となる。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る入力装置１００の製造方法について説明する。図８は、本実施の形態に係る入力装置１００の製造工程を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
まず、センサ部２３、固定接点１３および導電部１４が形成されている基板３０を用意し、その基板３０上に皿バネ状部材１２を形成する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１では、センサ部２３、固定接点１３および導電部１４として所定の配線が形成されている基板３０を用意する。そのプリント基板上に皿バネ状部材１２を形成する。皿バネ状部材１２を配置した状態で、粘着シートが皿バネ状部材１２を覆うように基板３０と密着されることにより、皿バネ状部材１２は好適に固定される。
【００４３】
また、基板３０上に皿バネ状部材１２を形成している間または形成前後に、別の工程にて、弾性シート２０の片面に、操作パネル３およびキートップ２を、接着剤にて貼り付ける（ステップＳ２０１）。そして、弾性シート２０の裏面に、接着剤にて押圧子１１を貼り付ける（ステップＳ２０２）。そして、導電性弾性体２１を、弾性シート２０の裏側であって操作パネル３の部分に、接着剤にて貼り付ける（ステップＳ２０３）。そして、ステップＳ１０１にて用意した基板３０と重ね合わせて、電子機器１の筐体に設置する。
【００４４】
なお、操作パネル３およびキートップ２は、接着剤によりウレタンシートに接着することもできるし、両面テープ等の接着層を介在させる、あるいは熱融着等により接着してもよい。また、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、上述した順序ではなくてもよい。例えば、逆の順序としたり、ステップＳ２０２を最初にしたりなど順序は、適宜変更されても良い。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態に係る入力装置１００およびそれを用いた電子機器１の好適な例について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に何ら限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。
【００４６】
例えば、本実施の形態では、直径、角度あるいは距離等を具体的に記載しているが、これらの記載の数値に限らず、他の値でも良い。例えば、操作パネル３の大きさを変化させることで、各パラメータは変化しうるものである。また、導電性弾性体２１、センサ部２３、被押圧部材１０ｂおよび押圧部１１ｂは、必ずしも等間隔に配置されていなくてもよい。また、本明細書に記載した各数値は、その数値に限られるものではなく、誤差あるいは公差を含むものとする。たとえば、角度Ｚを２２．５度としたが、この角度は、２０〜２５度の範囲であれば、省スペース等の面で好ましいものとなる。また、この角度を０度やその他の値としても良い。
【００４７】
また、図４においては、被押圧部１０ｂの中心と、センサ部２３の中心とは、中心Ｌを基準とした径方向において重なっていないが、被押圧部１０ｂの外周と、センサ部２３の外周とは、径方向に重なっている。しかし、この径方向の重なりを全くなくすようにしてもよい。すなわち、被押圧部１０ｂの外周とセンサ部２３の外周が中心Ｌを基準とした径方向に重ならないように配置すると、より好ましいものとなる。なお、押圧子１１ｂと導電性弾性体２１とは、図５に示すように、径方向で全く重ならないような配置かつ形状とされており、好ましいものとなっているが、それらの中心が径方向で重ならないが外周が径方向でわずかに重なるように配置してもよい。あるいは、図９は、被押圧部１０ｂとセンサ部２３の基板上の配置の変形例を示す。図９に示すように、押圧子１１ｂの中心と導電性弾性体２１の中心が、同一の円周上に配置されてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態において、導電性弾性体２１およびセンサ部２３を、それぞれ８箇所に設けたが、操作パネル３、被押圧部材１０ｂ、押圧子１１ｂ、導電性弾性体２１およびセンサ部２３の厚さおよび大きさにより、７箇所以下でもよいし、９箇所以上でもよい。導電性弾性体２１およびセンサ部２３を８箇所よりも少なく設ける際には、３箇所以上設けることにより、コントロールディスクとして十分機能することができる。また、同様に、被押圧部材１０ｂおよび押圧子１１ｂは、それぞれ４箇所に設けたが、何箇所に設けてもよい。また、操作パネル３の中心に位置するキートップ２は、１つではなく複数としても良い。
【００４９】
また、本実施の形態において、センサ部２３は、櫛歯型の電極パターンを有するものとしているが、そのような形状に限らない。たとえば、同心円状のパターンを有するセンサ部２３としてもよいし、他の形状でもよい。また、静電容量により導電性弾性体の圧縮量が測定されるようなセンサを用いてもよい。また、圧縮されることにより導電率が向上するような導電性弾性体や圧縮されることにより電流抵抗値が変化するような導電性弾性体を用いることにより、その導電性弾性体に加わる圧力を測定するようなシステムにしてもよい。
【００５０】
また、本実施の形態において、距離Ｇは、距離Ｆよりも大きいものとしている。しかし、このような形態に限らない。距離Ｇは、距離Ｆと同じ、あるいは、距離Ｇは、距離Ｆよりも小さいものとしてもよい。しかし、距離Ｇが距離Ｆより大きい場合には、導電性弾性体２１が基板３０に触れる前に、被押圧部材１０ｂと押圧子１１ｂとが接触することがない。そのため、被押圧部材１０ｂと押圧子１１ｂとが障害とならず、操作パネル３を基板３０へ向かって押し込みやすくない。したがって、距離Ｇが距離Ｆより大きい場合には、わずかな荷重の違いにより、導電性弾性体２１の基板３０への接触量を変化させることができる。すなわち、操作パネル３に加えられたわずかな荷重の差を検出することができるコントロールディスクになる。
【００５１】
また、本実施の形態では、押釦スイッチとしてもコントロールディスクとしても機能する入力装置１００としているが、このような形態に限らない。例えば、押釦スイッチとしてのみ機能させる、あるいはコントロールディスクとしてのみ機能させてもよい。さらに、ユーザが、押釦スイッチとしてのみ機能させるか、コントロールディスクとしてのみ機能させるか、あるいは、押釦スイッチとしてもコントロールディスクとしても機能させるかを選択できる電子機器１としてもよい。
【００５２】
また、本実施の形態においては、キートップ２および操作パネル３と、弾性シート２０とを接着剤により張り合わせたが、接着剤以外のものを用いてもよい。例えば、両面テープで貼り合わせても良いし、熱融着等により張り合わせても良い。また、キートップ２および操作パネル３の弾性シート２０に対向する平面部は、全面を弾性シート２０に固定される必要はない。例えば、隣接するキートップ２の間あるいは、操作パネル３の外周は、弾性シート２０に接着しないようにしてもよい。
【００５３】
また、本実施の形態では、導電性弾性体２１の形状は、半球であるものとしているが、このような形態に限らない。例えば、先端部の曲率半径が２〜２５ｍｍ程度の凸状物あるいは突起を用いてもよい。また、導電性弾性体２１の硬度、先端形状あるいは基板３０からの距離Ｆを適宜調整することで、動作安定性および操作感を調節することができる。
【００５４】
また、本実施の形態では、押圧子１１の貼付工程（ステップＳ２０２）は、必ずしも行わなくて良い。かかる場合には、ステップＳ２０２を、予め押圧子１１の形状を付与したキーシートを貼付する工程とするのが好ましい。また、弾性シート２０への各部材への形成は、インサートモールド成形やアウトサートモールド成形等により、１つのステップで行うようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態に係る入力装置１００は、環状の操作パネル３よりも内側、すなわち、操作パネル３に囲まれた内側部分に、押釦スイッチを含むものとしているが、押釦スイッチは必須ではない。すなわち、押釦スイッチ以外の入力用部材をコントロールディスクに隣接して設けるような形態としてもよい。あるいは、コントロールディスクとして機能する部分のみを有する入力装置１００としてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では、環状の操作パネル３としているが、環状に限らない。例えば、環の一部分のみを用いてもよい。あるいは、円、十字、直線、三角、四角以上の多角形、曲線、あるいは楕円等、どのような形態でもよい。しかし、環状の場合には、指の動きを止めることなく、動かし続けて操作するような入力装置１００とすることができる。
【実施例１】
【００５７】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００５８】
（試料作製方法）
まず、導電部材としてケッチェンブラックを５０重量部配合したシリコーンゴムコンパウンドＫＥ９５１（信越化学工業株式会社製）に、架橋剤Ｃ８（信越化学工業株式会社製）を加えて混練した。混練された未加硫導電ゴムを、プレス機で加熱成型し、直径が２．５ｍｍ、高さが０．２ｍｍ、先端部の曲率半径が２５ｍｍおよび硬度が７０の導電性弾性体２１を成型した。
【００５９】
また、弾性シート２０として、シリコーンゴムパウンドＫＥ９５１Ｕを１００重量部および架橋剤Ｃ８（信越化学工業株式会社製）を１重量部の割合で、配合し混練した未加硫ゴムを準備した。
【００６０】
次に、成型した導電性弾性体２１が第１の円２５上に配置され、かつ第２の円１５上に押圧子１１ｂが形成されるような凹部を有する成型金型を用意し、成型した導電性弾性体２１を成型金型に配置した。そして、未加硫ゴムを配置して、１８０℃で３分間、加熱および加圧した。このようにして、導電性弾性体２１および押圧子１１ｂがシリコーンゴム製の弾性シート２０上に一体的にインサート成型された。
【００６１】
次に、弾性シート２０の押圧子１１ｂおよび導電性弾性体２１が形成されていない方の面に、外径２０ｍｍおよび内径７ｍｍの円盤状の操作パネル３を、両面テープ（日東電工製）にて貼り付けた。両面テープ（日東電工製＃５００２）は、シリコーン用の粘着剤を有する面を弾性シート２０側に、アクリル用の粘着剤を有する面を操作パネル３側に貼り付ける。
【００６２】
次に、直径４ｍｍ、動作を開始するために必要な動作荷重が１．８Ｎおよび可動距離が０．１８ｍｍの金属製の皿バネ状部材１２を、用意した。そしてその皿バネ状部材１２を基板３０となるプリント基板の第２の円１５上に設けた。なお、金属製の皿バネ状部材１２は、固定接点１３をまたがるように設けられ、固定接点１３の両側に設けられた導電部１４に接続および固定した。皿バネ状部材１２の固定には、０．０２５ｍｍの基材厚さで接着剤層を有するポリエチレンテレフタレートシートを使用した。操作パネル３が貼り付けられた弾性シート２０の、押圧子１１ｂと金属製の皿バネ状部材１２とが向かいあうように設置した入力装置１００を作製した。押圧子１１ｂと金属製の皿バネ状部材１２との間隙の距離Fを変化させた実施例、および第１の円１５と第２の円２５の直径を変化させた実施例を作製し、各実施例に係る入力装置１００の操作感および誤動作の状況を評価した。その評価結果を、表１に示す。
【００６３】
（判定基準）
入力装置１００の操作感および誤動作の状況を以下の基準で評価した。
◎・・・押釦スイッチとしてもコントロールディスクとしても操作しやすく、誤動作がない。
○・・・押釦スイッチとしてあるいはコントロールディスクとして用いる際に違和感があるが誤動作はない。
△・・・押釦スイッチとしてあるいはコントロールディスクとして用いる際に誤動作がある。
【００６４】
【表１】
2010050028.tif 000003
【００６５】
第１の円が９．８ｍｍ、および第２の円が１５．４ｍｍである（すなわち、第１の円が第２の円よりも外側にある）実施例１〜５の各入力装置１００について動作を評価した。距離Ｇと距離Ｆとが同じである実施例５は、誤動作が多い入力装置１００となった。一方、距離Ｇが距離Ｆよりも大きい実施例１〜４の入力装置では、良好に動作する入力装置１００であった。
【００６６】
特に、距離Ｇが、０．３ｍｍ以内である実施例１および実施例２は、コントロールディスクとして動作させる場合および押釦スイッチとして動作させる場合の両方の場合において、操作感が良好な入力装置１００であった。具体的には、コントロールディスクとして動作させる場合には、軽く触れるだけでよく、一方、押釦スイッチとして動作させる場合には、クリック感が得られる入力装置１００であった。
【００６７】
実施例４の距離Ｇと距離Ｆとの距離差は、実施例１と同じであるが、距離Gが実施例１よりも大きいため、距離Fが他の実施例の入力装置１００よりも大きい。そのため、操作パネル３の裏面に配置された押圧子１１ｂと金属製の皿バネ状部材２１との間隙が大きすぎるために、被押圧部材１０ｂを押し込むためには、より大きく操作パネルを上下する必要があった。したがって、被押圧部材１０ｂを押し込むための操作が重く感じられる入力装置１００であった。
【００６８】
距離Gが０．３５ｍｍであり、距離Fは、他の実施例と同じ０．２ｍｍの実施例３の入力装置１００では、操作パネル３の裏面に配置された押圧子１１ｂと金属製の皿バネ状部材２１との間隙が大きすぎるために、被押圧部材１０ｂを押し込むためには、操作パネル３が大きく上下する必要があるものとなった。したがって、被押圧部材１０ｂを押し込むための操作が重く感じられる入力装置１００になった。
【００６９】
実施例４の入力装置１００において、距離Ｇと距離Ｆとの距離差は、実施例１と同じであるが、距離Gが実施例１よりも大きい。その結果、実施例４の入力装置１００において距離Fは、他の実施例の入力装置１００よりも大きい。そのため、コントロールディスクとして動作させる際に、操作感が重かった。これは、導電性弾性体２１が基板に到達するまでの距離（距離F）が大きいので、コントロールディスクとして動作させると、操作パネル３が大きく沈みこんでしまうためである。
【００７０】
第１の円が１５ｍｍ、および第２の円が８．５ｍｍである、すなわち、第１の円が第２の円よりも内側にある入力装置１００として、実施例６の入力装置１００について動作を評価した。第１の円が第２の円よりも内側にある場合には、距離Ｇが距離Ｆよりも大きく、かつ距離Ｇが、０．３ｍｍ以内である場合にも、誤動作が多い入力装置１００となった。したがって、被押圧部材１０ｂを押し込むための操作が重く感じられる入力装置１００になった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、各種の入力装置に利用できる。特に、電子機器の入力装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子機器を操作面側から見た斜視図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線で切断した断面を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】図１中のＣ−Ｃ線で切断した断面を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図１の領域Ｂについて、表側より基板を見たときの平面図である。
【図５】図１の領域Ｂについて操作パネルの裏側部分を見た図で、弾性シートの裏面側より弾性シートの面を見たときの平面図（押圧子を省略）である。
【図６】図２のＤで示す領域の断面を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】図３のＥで示す領域の断面を拡大して示す拡大断面図である。
【図８】本実施の形態に係る入力装置の製造工程を説明するフローチャートである。
【図９】本実施の形態の変形例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    電子機器
３    操作パネル
１０  被押圧部材
１０ａ  被押圧部材
１０ｂ  被押圧部材
１１  押圧子（押圧部材）
１１ａ  押圧子
１１ｂ  押圧子
１２  皿バネ状部材（被押圧部材の一部）
１３  固定接点（被押圧部材の一部）
１４  導電部（被押圧部材の一部）
２１  導電性弾性体
２３  センサ部
Ｌ    操作中心
Ｆ    押圧子と被押圧部材との間
Ｇ    導電性弾性体とセンサ部との間
【図１】
2010050028.tif 000004
【図２】
2010050028.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010050028.tif 000009
【図７】
2010050028.tif 000010
【図８】
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【図９】
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